發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 00:38

　　 冬小麥?zhǔn)俏覈?guó)北方地區(qū)的主要作物之一,冬小麥的人工灌水研究對(duì)于發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)具有重要意義。本文采用結(jié)合各層土壤含水量的深層灌溉方式,于2016年10月至2017年6月在山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行試驗(yàn)研究,采用PVC管土柱法,設(shè)置五個(gè)灌水控制因子,分別為地面灌溉(T1)、灌水深度為根系分布深度的40%(T2)、60%(T3)、75%(T4)、90%(T5)的冬小麥試驗(yàn)研究。得到不同灌水深度條件下冬小麥生長(zhǎng)及耗水規(guī)律,分析比較灌水深度對(duì)冬小麥生長(zhǎng)、產(chǎn)量及吸水特性的影響,尋求合理的水分調(diào)控方案使冬小麥達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),為我國(guó)干旱半干旱地區(qū)冬小麥的合理灌溉、變被動(dòng)抗旱為主動(dòng)抗旱提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:(1)冬小麥的土壤水分隨生育期的推進(jìn)在不同深度處的變化不同。0-20cm土層含水量在生育期內(nèi)波動(dòng)很大,灌水后各處理含水量增幅不同,增幅基本為T(mén)1T2T3T4T5;20cm以下土層土壤含水量波動(dòng)幅度相對(duì)較小。各生育期土壤水分垂向分布整體規(guī)律各處理具有一致性,各時(shí)期土壤含水量在垂向上隨深度的增加呈現(xiàn)緩慢增大的“雙峰”趨勢(shì)。兩個(gè)峰值的出現(xiàn)范圍大致為40-60cm和220-280cm。0-40cm土層,各處理的含水率隨灌水深度的增加而減小;拔節(jié)期和抽穗期140cm以下土層,灌漿期和成熟期60cm以下土層土壤含水量大小關(guān)系為T(mén)5T4T3T2T1,灌水深度的增加,增加了下層土壤含水量。(2)不同處理冬小麥的階段耗水量隨時(shí)間的變化規(guī)律大體一致,表現(xiàn)為拔節(jié)期后,階段耗水量隨生育期的推進(jìn)不斷減小,拔節(jié)期階段耗水量最大。各處理冬小麥的階段耗水量也具有一定差異性,抽穗期和成熟期,冬小麥的階段耗水量表現(xiàn)為隨灌水深度的增大不斷減小。各處理冬小麥日耗水量在生育期內(nèi)各時(shí)期的大小關(guān)系為抽穗期灌漿期拔節(jié)期成熟期,抽穗和灌漿期對(duì)水分的需求量及敏感度相對(duì)較高;抽穗期后,各處理冬小麥的日耗水量均表現(xiàn)為T(mén)1T2T3T4T5,灌水深度的增加,顯著減小了地面蒸發(fā),降低了日耗水量。(3)不同灌水深度下,冬小麥的農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)積累具有一定的差異性。各時(shí)期深層灌水處理下葉面積指數(shù)均大于地面灌處理,深層灌水能提高冬小麥的株高和葉面積。拔節(jié)期到灌漿期,各處理株高大小關(guān)系為:T5T4T3T2T1;成熟期,各處理的株高大小關(guān)系為:T4T5T3T2T1。拔節(jié)期到抽穗期,冬小麥葉、莖、根干重及總干重均隨灌水深度的增加而增大,即T5T4T3T2T1;灌漿期到成熟期,冬小麥的葉、莖、根干重及總干重均隨灌水深度的增加先增大后減小,T4處理下值最大。(4)不同灌水深度下,冬小麥的產(chǎn)量也具有一定差異性。隨著灌水深度的增大,柱產(chǎn)量、畝產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),T4處理下冬小麥的產(chǎn)量最大;穗粒數(shù)、千粒重、柱生物量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),T4處理下產(chǎn)量最大。Blank、Stewart、Jensen、Rao水分生產(chǎn)函數(shù)模型下各時(shí)期冬小麥的需水敏感指數(shù)規(guī)律相近,均表現(xiàn)為:返青期、抽穗期、灌漿期敏感指數(shù)較大,且均在抽穗期達(dá)到最大,越冬期和成熟期敏感指數(shù)較小。水分生產(chǎn)函數(shù)模型Stewart和Rao模型可以較好的擬合深層灌水條件下冬小麥的水分敏感指數(shù)。(5)不同灌水深度下,冬小麥的根系生長(zhǎng)及吸水能力具有一定差異性。拔節(jié)期隨灌水深度的增加,冬小麥總根長(zhǎng)呈增加趨勢(shì),各處理較地面灌總根長(zhǎng)增量顯著,且隨灌水深度的增大,增幅越大;抽穗期后,隨灌水深度的增加,冬小麥總根長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),T4處理下總根長(zhǎng)最大。(6)根據(jù)不同灌水深度冬小麥根系分布特性,建立了不同灌水深度條件下冬小麥根系吸水模型,并對(duì)抽穗期(4月1日)和灌漿期(4月26日)土壤水分進(jìn)行模型驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯示,各處理模擬值與實(shí)測(cè)值平均相對(duì)誤差在10%以?xún)?nèi),R~2值在0.9以上。表明本文所建立的不同深度下冬小麥一維垂向根系吸水模型基本能夠反映該灌水條件下冬小麥的根系吸水狀況,可用于模擬該灌水條件下冬小麥的根系吸水模擬。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S512.11
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 灌溉對(duì)作物根系的影響
        1.2.2 灌溉對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響
        1.2.3 水分生產(chǎn)函數(shù)的研究進(jìn)展
        1.2.4 根系吸水模型的研究進(jìn)展
    1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法及技術(shù)路線(xiàn)
第二章 試驗(yàn)方案與田間工程設(shè)計(jì)
    2.1 試驗(yàn)區(qū)概況
    2.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)
    2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
        2.3.1 土壤含水量的測(cè)定
        2.3.2 冬小麥產(chǎn)量及生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定
        2.3.3 冬小麥根系形態(tài)的測(cè)定
        2.3.4 氣象參數(shù)的測(cè)定
    2.4 數(shù)據(jù)處理與分析
第三章 不同灌水深度下冬小麥根區(qū)水分動(dòng)態(tài)及耗水規(guī)律研究
    3.1 不同灌水深度下冬小麥根區(qū)土壤水分動(dòng)態(tài)研究
        3.1.1 灌水深度對(duì)冬小麥生育期內(nèi)土壤水分動(dòng)態(tài)影響
        3.1.2 灌水深度對(duì)冬小麥各生育期土壤水分垂直分布的影響
    3.2 不同灌水深度對(duì)冬小麥根層土壤耗水的影響研究
        3.2.1 不同灌水深度對(duì)冬小麥各生育期耗水的影響
        3.2.2 灌水深度與耗水量的相關(guān)性分析
    3.3 小結(jié)
第四章 不同灌水深度下冬小麥生長(zhǎng)及水分生產(chǎn)函數(shù)研究
    4.1 不同灌水深度對(duì)冬小麥農(nóng)藝性狀的影響
        4.1.1 不同灌水深度對(duì)冬小麥株高的影響
        4.1.2 不同灌水深度對(duì)冬小麥葉面積指數(shù)的影響
    4.2 不同灌水深度對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響
        4.2.1 不同灌水深度對(duì)冬小麥干物質(zhì)積累及分配的影響
        4.2.2 不同灌水深度對(duì)冬小麥成熟期各器官占比的影響
        4.2.3 不同灌水深度對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響
    4.3 不同灌水深度下冬小麥的水分生產(chǎn)函數(shù)
        4.3.1 冬小麥全生育期水分生產(chǎn)函數(shù)模型
        4.3.2 冬小麥生育階段水分生產(chǎn)函數(shù)模型
    4.4 小結(jié)
第五章 不同灌水深度下冬小麥根系分布與根系吸水模型研究
    5.1 不同灌水深度對(duì)冬小麥總根長(zhǎng)的影響
    5.2 不同灌水深度對(duì)冬小麥根長(zhǎng)密度的影響
        5.2.1 不同灌水深度下冬小麥的根長(zhǎng)密度分布
        5.2.2 不同灌水深度下冬小麥根長(zhǎng)密度的分布函數(shù)
    5.3 不同灌水深度下冬小麥的根系吸水模型
        5.3.1 根系吸水模型的建立
        5.3.2 根系吸水模型的驗(yàn)證
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄

【參考文獻(xiàn)】

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